Para llegar a la cima del Cerro Pachón, una montaña al borde del desierto de Atacama en Chile, los astrónomos recorren dos horas en coche por un camino sinuoso y accidentado. La exuberante vegetación en la base de la montaña da paso lentamente a los tonos marrones y amarillos del desierto. Finalmente, los telescopios se alzan en la distancia, y el sol se refleja en sus cúpulas metálicas.

El nuevo ojo en el cosmos es el Observatorio Vera C. Rubin, que alberga la cámara digital más grande jamás construida . Durante los próximos 10 años, el telescopio aprovechará su ubicación bajo los cielos chilenos, algunos de los más oscuros de la Tierra, para realizar un estudio astronómico más ambicioso que cualquier instrumento científico anterior.

A partir de este estudio, los astrónomos esperan aprender sobre el origen de nuestra galaxia, la Vía Láctea, la misteriosa materia que compone gran parte del cosmos y cómo el universo evolucionó hasta su configuración actual. Quizás incluso descubran pistas sobre su destino.

También usarán el telescopio para localizar millones de objetos transitorios, «objetos tenues que hacen un ruido sordo, explotan o se mueven en la noche», explicó Tony Tyson, astrofísico de la Universidad de California en Davis. Esto incluye agujeros negros desbordantes y colisiones de estrellas densas y muertas.

Pero los descubrimientos más valiosos, dicen los astrónomos, están más allá del alcance de su imaginación.

“El universo siempre nos sorprende”, dijo Michael Strauss, astrofísico de la Universidad de Princeton. Al igual que Rubin, añadió: “Aún no sabemos cuáles serán esas sorpresas”.

A pesar de todo lo que la humanidad ha aprendido sobre el universo, la gran mayoría de este plano cósmico en el que existimos permanece en la oscuridad. La mejor teoría hasta la fecha describe un universo en el que las galaxias, las estrellas, los planetas y todos nosotros conformamos solo el 5 % de toda la materia y la energía existentes. El 95 % restante es materia oscura, una sustancia invisible que lo mantiene todo unido, y energía oscura, una fuerza desconocida que desgarra el universo.

Vera C. Rubin , la astrónoma que da nombre al Observatorio Rubin, descubrió evidencia de materia oscura en la década de 1970. Al estudiar el movimiento giratorio de las galaxias, impulsado por la gravedad de la masa dentro de ellas, dedujo la existencia de un tipo de materia que no podía ser observada directamente por los telescopios, porque no emitía, reflejaba ni absorbía luz.

En las décadas transcurridas desde entonces, los físicos teóricos han generado innumerables ideas sobre la composición de la llamada materia oscura. Los físicos experimentales han construido detectores cada vez más grandes para intentar observarla directamente, sin éxito hasta la fecha . Mientras tanto, los astrónomos han contribuido a reducir las posibilidades de su naturaleza mediante telescopios cada vez más potentes que miden cómo la materia oscura influye en la estructura y el movimiento del universo visible.

La energía oscura fue un descubrimiento más reciente. En la década de 1990, dos grupos independientes de astrónomos intentaron medir la velocidad a la que el universo se expandía. Sin embargo, ambos grupos descubrieron que, en lugar de desacelerarse como se esperaba, la expansión del universo se estaba acelerando.

El término «energía oscura» se acuñó para describir la fuerza subyacente que impulsa esta expansión acelerada. Sin embargo, su naturaleza y la física que subyace a su funcionamiento siguen siendo un misterio.

Durante décadas, los astrónomos han escaneado el cielo nocturno para medir los efectos de la materia oscura y la energía oscura en lo que observan en el cosmos.

Fue durante una de esas noches de observación en 1996 cuando nació la idea del Observatorio Rubin.

El Dr. Tyson ayudaba a los astrónomos que visitaban el Telescopio Blanco de 4 metros en Chile a registrar el brillo de las supernovas que explotaban a diferentes distancias de la Tierra. Estas mediciones ayudaron a calcular la tasa de expansión del universo, lo que le valió el Premio Nobel por el descubrimiento de la energía oscura en 2011 .

En el momento de las observaciones, el Dr. Tyson recordó haber pensado: «Podemos hacerlo mucho mejor». Tenía en mente un telescopio más grande, mayor cobertura del cielo y una cámara más grande.

“Todo parecía posible”, dijo.

Los astrónomos aprovecharon esta idea y, en 2009, publicaron un documento de casi 600 páginas que describía todos los avances científicos que se podían lograr con lo que entonces se conocía como el Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos. Las propuestas abarcaban desde el estudio de las galaxias más diminutas hasta el rastreo de las estructuras más grandes del cosmos.

La construcción del observatorio comenzó seis años después. Las agencias del gobierno estadounidense anunciaron que el instrumento cambiaría su nombre a Dr. Rubin en 2020.

Los astrónomos suelen tener opciones al construir un gran telescopio. Pueden buscar vistas amplias, que capturen amplias franjas del cielo nocturno, como el Observatorio Apache Point en Nuevo México y su Sloan Digital Sky Survey. O pueden explorar a mayor profundidad, lo que permite observar los objetos más tenues y distantes del universo, como el Telescopio Espacial James Webb de la NASA en órbita.

Pero ningún telescopio hasta la fecha había logrado ambas cosas, lo que significa que los fenómenos que podrían haberse observado pasan desapercibidos para los telescopios existentes. «Queríamos hacerlo todo», dijo el Dr. Tyson.

Rubin cartografiará las profundidades de todo el cielo austral cada tres noches durante los próximos 10 años, lo que dará como resultado una imagen nítida en movimiento del cosmos en constante cambio que se encuentra arriba.

“Se han realizado muchísimos estudios, pero no abarcan amplios, rápidos y profundos a la vez”, dijo el Dr. Tyson. Rubin marca el comienzo de una nueva era astronómica, añadió, “algo nunca antes visto”.

El Observatorio Rubin, ya completamente construido y en funcionamiento, se encuentra en la cúspide de su potencial astronómico. Capturó su primer fotón en abril, y se esperan imágenes brillantes que muestren su perspectiva del universo el lunes. Aunque el equipo encargado de su puesta en servicio aún está solucionando problemas operativos, se espera que el telescopio comience su estudio científico a finales de este año.

Cada 30 segundos, el observatorio apuntará a una parte diferente del cielo, capturando un área mayor que 40 lunas llenas. El resultado final será un catálogo de 20 mil millones de galaxias y 20 mil millones de estrellas en seis colores diferentes, que abarca no solo la vasta extensión del espacio, sino también del tiempo.

Las direcciones que los astrónomos pueden tomar con su estudio son infinitas.

Algunos están ansiosos por estudiar objetos transitorios brillantes, como explosiones de supernovas y estallidos de rayos gamma, que indican el nacimiento de agujeros negros. Otros sienten curiosidad por los nuevos tipos de objetos transitorios que se espera que Rubin descubra mientras observa los rincones más remotos del universo, algunos de los cuales nunca antes se habían observado.

"Les garantizo que encontraremos algo allí", dijo el Dr. Tyson.

Rubin también ayudará a los astrónomos a identificar largas corrientes estelares, extraídas de galaxias más pequeñas que alguna vez se fusionaron con nuestra Vía Láctea. Estas reliquias de antiguas colisiones revelan la historia de cómo se formó nuestra galaxia. Las brechas y las curvas en estas corrientes estelares, resultantes de las interacciones gravitacionales con la materia oscura, también podrían dilucidar cómo se comporta esta sustancia invisible a escalas más pequeñas.

Rubin también arrojará luz sobre la evolución de otras galaxias, así como sobre su distribución desigual en el universo. Las galaxias se organizan a lo largo de filamentos en una estructura conocida como red cósmica, que se cree está formada por un andamiaje invisible de materia oscura.

Los astrónomos también observarán muchos más ejemplos de un efecto conocido como lente gravitacional, mediante el cual la materia oscura distorsiona la luz emitida por las galaxias que se encuentran tras ella. Estas observaciones profundizarán su comprensión de cómo la materia oscura puede influir en la materia ordinaria que la rodea y cómo ha evolucionado su presencia a lo largo del tiempo cósmico. Estos hallazgos, a su vez, podrán utilizarse para medir la expansión del universo y estudiar el comportamiento de la energía oscura.

"Estamos ansiosos por ver qué descubrirá Rubin", dijo Michael Levi, director de la colaboración que gestiona el Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura .

El tesoro de datos recopilados por Rubin complementará un estudio en curso del universo oscuro realizado por el telescopio espacial Euclid de Europa , así como por el telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para 2027.

Y aunque Rubin es una iniciativa financiada por Estados Unidos, los astrónomos dicen que la gente de todo el mundo se beneficiará de lo que encontrará el observatorio.

«Hacemos esto por toda la humanidad», afirmó Hiranya Peiris, astrofísica de la Universidad de Cambridge. «Así es como entendemos nuestro lugar en el universo».